能源知識庫

 

 

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評析:

• 昆士蘭大學彙整之全球碳捕獲與封存(Carbon Capture and Storage, CCS)路線圖與計畫概述[2]，說明目前的CCS技術仍處於研發與展示階段，若要全面性推廣與商業化，技術上仍有待提升，且成本亦需明顯降低；因此，透過國際合作提高相關技術，以及各國加強努力與政策支持是必須的。

• 全球碳捕獲與封存機構(Global Carbon Capture and Storage Institute, GCCSI)對全球大、小規模的碳捕獲利用與封存(CCUS)，及高效率低排放(HELE)相關計畫的研究分析(特別是大規模發電廠與CCUS)，結果如圖1[3]；輸入資料主要依據技術優點和花費/承諾的金錢，尤其是近期的重要資金投入。其中CCUS還包括與發電無直接關係、但涉及脫碳(decarbonisation)的投入，因為相關的技術推展可轉移到電力部門[4]。目前國際上除了有15個營運中的大型CCS計畫(營運階段)、7個於2016年和2017年為執行階段的大型計畫外，還有11個先期計畫(定義階段)，這11個先期計畫的CO₂捕獲能力約為1,500萬噸/年[3]。

圖1、處於運營、執行和定義階段的大型CCS計畫實際和預期運營日期[3]

• 澳洲政府於2008年首度發布CCS技術路線圖，內容涵蓋國際上的CCS技術。此路線圖著重CCS的發展技術，及相關知識、研發、消除或減少商業部署先進系統的示範與應用障礙(圖2)。另在2013年制定了CCS開發和部署的更新路線圖，但尚未被官方正式發布，也未被澳洲的利益相關者採納。此未發布的新路線圖，制定了關於CCS溝通和國家的參與戰略，希望建立政府和行業之間的互動性，提高公眾對澳洲在未來推行CCS的相互理解。其中也建議CCS投資和支持政策的優先行動，包括(1)整合計畫之前，先對溫室氣體封存資源進行勘查和評價；(2)綜合工業CCS計畫及私營部門的早期投資，相關措施在下一個十年期間是可見的；(3)充分規劃大規模溫室氣體封存、管線基礎設施樞紐和網絡輸送的相關戰略；(4)重點式研發，特別是溫室氣體封存、以及與國際計畫連結的合作計畫。

圖2、澳洲大規模實施CCS障礙示意圖[5]

• 美國第一個CCS路線圖，由能源部(DOE)國家能源技術實驗室(NETL)在2002年提出，2010年更新碳捕獲和封存，並在2014年更新封存路線圖(圖3)；目的是為美國制定計畫來解決關鍵技術的挑戰，並確保到2030年CCS部署的先進技術可用。總體目標則是開發和發展陸上和海上CCS技術，以提高CCS技術的有效性與降低實施成本，並準備於2025-2035年期間能將CCS廣泛的商業化。內容包括(1)開發具有成本效益的技術，以確保CCS安全度及公眾可接受的CO₂封存，同時滿足法規要求；(2)確保2020年前的先進技術可用於先行的應用計畫，包括枯竭油藏(depleted oil reservoirs)和鹽鹼地層(saline formations)之早期商業規模的應用計畫；(3)確保2030年以前提供先進技術，以廣泛地部署CCS，包括下一代具商業規模的所有封存類型計畫，特別是鹽水層CCS的應用。

• 美國為實現CCS廣泛部署，須先解決相關技術和經濟障礙、資訊產生和傳達，以便向監管者和相關行業提報CCS的安全和持久性。目前美國已經建立四個計畫來支持CCS的擴大(scale-up)發展，並引導CCS的廣泛部署。包括(1)提升開發和驗證技術，以確保封存持久性達99%；(2)開發提高儲存庫封存效率(reservoir storage efficiency)的技術，同時確保遏制CO₂溢出的有效性；(3)支持相關行業預測地質構造的CO₂儲存能力在±30%以內；(4)制定監測、核查、會計、現場篩選、選擇、初始特性、公共外展(public outreach)、井管理(well management)活動、風險分析和模擬評估等的最佳操作手冊。

圖3、美國的CCS和電力系統子程序路線圖[6]

• 亞洲開發銀行於2015年發布的中國CCS路線圖[7]，說明中國大陸早期的CCS示範、分階段擴大及政府推行減排目標之間的明確聯繫訊息；並概述推行CCS對減緩CO₂排放的努力、當前的部署活動及重點計畫貢獻等。路線圖提供了長期願景，而在短期到長期期間，則列出了具體的示範計畫與部署目標(圖4)，並希望到2020年能建設100萬噸全鏈(whole chain)型CCUS示範計畫；2030年建置涵蓋石油、化工、電力、煤炭產業及生物工程的CCUS中心，商業化CCS並應用於燃煤電廠；到2050年，CO₂減排成本比2015年減少60%，且整個CCUS應用於電力、煤炭、化學及礦物加工業。

• 中國大陸建議的CCS後續步驟著重在路線圖的公佈與溝通，並與利益相關者進行互動，以鼓勵相互討論及動員對推行CCS工作的支持。包括：

1. 與制定政策者討論，確保推行CCS結論與相關建議的核准，並將其納入中國大陸的氣候變化政策框架。
2. 為早期示範計畫設定適當目標，並在路線圖建議的政策框架內進行升級。
3. 列出初步篩選名單和選擇，以啟動早期示範計畫進行相關研究。
4. 輸入路線圖中的資訊，並考慮實際情況、環境制定政策和監管框架。
5. 框架需要包括促進CO₂提高採油率(EOR)的機制，並確定從2012年開始建造的新發電廠，應該要求未來與CCS結合。
6. 汲取與學習國際經驗。

圖4、中國大陸制訂的CCS路線圖[7]

• 日本經濟產業省(Ministry of Economy, Trade and Industry)於2010年發布了CCS技術路線圖(圖5)，主要負責技術開發與策略計畫推動，並著重在CCS成本降低的研發，例如2010年日本新型粉煤發電廠的CO₂捕獲成本為4,200日元/噸CO₂，2015年為2000日元/噸CO₂，估計到2020年為1,000日元(約9美元)/噸CO₂。目前日本經濟產業省的CCS研發，包括潛在CO₂封存場址調查、碳捕獲技術在日本推行的經濟可行性，同時評估CO₂監管與長期責任所需的法規架構。推行的步驟策略為選取先導試驗與示範計畫，藉由相關計畫的推動，希望建立碳捕獲技術應用於工業製程(產氫)、發電、CO₂再利用及地質封存所需的相關知識，並逐步擴大規模。另外，日本環境省(Ministry of the Environment)也推動碳捕獲的相關研究，主要評估CO₂捕獲製程對於環境的衝擊、CO₂船運與封存系統、施行碳捕獲技術所需的社會與經濟基礎、以及整合性碳捕獲計畫的設計等。

Source: Ministry of Economy, Trade & Industry of Japan

圖5、日本CCS技術戰略路線圖[8]

• 韓國低碳綠色成長基本法於2010年4月生效，提供韓國永續發展政策的框架；其中在調節溫室氣體排放和排放許可證交易系統中，將支持CCS發展。而韓國政府亦提供部分資金協助產業發展技術，並以技術輸出為目標；同時配合發布排放交易法令，提供碳捕獲的驅動力。另韓國綠色成長委員會(PCGG)在2010年7月公佈全國CCS主行動計畫，主要類別包含 (1)創新CCS技術發展和大型綜合性示範計畫；(2)CO₂運輸基礎設施；(3)潛在儲存地點選擇和發展關鍵儲存技術；(4)CO₂利用率。另外，PCGG還宣布未來十年將投資共1.9億美元的兩個大型綜合CCS示範計畫(政府52%，私人48%)，做為將來推展CCS的先驅示範計畫。近期南韓政府還在修正碳捕獲技術的總體計畫，對於碳捕獲技術的支持政策包括數個測試與先導試驗廠，參與單位包括電力、鋼鐵產業及技術提供單位。而韓國電力公司(KEPCO)於2014年4月起，針對燃煤電廠進行燃燒後碳捕獲先期技術研究測試，主要捕獲率目標大於80%，CO₂純度高於95%，估計每天捕獲約200噸CO₂ (相當於10MW電廠規模排氣量)；另針對地質封存亦積極進行離岸盆地深層鹽水地層探勘計畫[9]。

• 我國現有之CCS技術發展與推動，始於國科會於2009年發起的「淨煤主軸專案計畫」，主要為發展技術產業化，以確保我國CCS產業國際競爭力；其次是經濟部於2010年成立的「CCS研發聯盟」，目的是協助推動國內CCS技術資訊與技術交流，研擬技術實施策略與對應做法，同時協助推動CCS整體示範試驗計畫，以建立CCS本土化及產業化之基礎。環保署亦於2011年成立「CCS策略聯盟」，透過汲取國際經驗，藉由研發技術和建立配套法規，協助建立國內推動CCS策略，以及整合國內研發能量來彌補我國推展CCS時程的落差，同時亦推動國際合作，逐步提升國內CCS的發展[10]。

• 我國CCS技術發展與應用，在CO₂捕獲技術上，已有工研院與台泥公司成功合作案例。而CO₂封存技術上，2007年先進行地質封存基礎研究，2010年擴大研發與先導試驗等兩個發展主軸，2013年再搭配大型國際合作，並增列「風險與長期穩定性評估」研究項目；同時台電公司及中油公司則進行CO₂注儲與地質封存先導試驗。另外，國科會於2013年9月公布之第二期能源國家型科技計畫(NEP-II)總體規劃報告書中，淨煤主軸計畫亦進行臺灣深部鹽水層封存評估。

• 依據國外發展CCS技術與產業發展經驗，我國若欲發展CCS技術，並擴及到相關產業，仍須解決諸多問題，例如(1)健全國內CCS相關法規；(2)積極宣導CCS技術及透明化地質封存安全性評估結果，並加強對民溝通；(3)推廣燃煤/燃燒後CCS電廠示範計畫，特別是在燃煤電廠更新階段，具有原地改建之成本優勢；(4)與國際接軌進行國際合作，引進CCS關鍵技術與設備系統整合能力，同時能夠將技術與整合系統本土化，以提升我國化石能源電廠及相關行業的CCS建置能力。

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參考文獻

1.IEA (International Energy Agency) 2013, Technology Roadmap: Carbon capture and storage, IEA/OECD, Paris.

2.Overview of CCS Roadmaps and Projects, http://www.co2crc.com.au/wp-content/uploads/2017/02/WP3_CCS-Roadmaps-and-Projects.pdf

3. GCCSI (Global Carbon Capture and Storage Institute) 2016, Global Status of CCS 2015,
http://hub.globalccsinstitute.com/sites/default/files/publications/196843/global-status-ccs-2015-summary.pdf

4.Oettinger, M. 2016, Summary of Important National and International HELE and CC(U)S Demonstration-Scale and Large-Scale Project Activities Last Revised–February 2016 Version 5.2.

5.Presentation by Peter J Cook and Dennis R Van Puyvelde 2008, Australia’s CCS Technology Roadmap.

6.US Department of Energy, 2014, Carbon Storage Technology Program Plan, Department of Energy: Office of Fossil Energy.

7.Asian Development Bank 2015, Roadmap for Carbon Capture and Storage Demonstration and Deployment in the People’s Republic of China, Mandaluyong City, Philippines, Asian Development Bank.

8.ADB_ Technical Assistance Consultant’s Report_Japan, March 2015.

9.Global CCS Institute, Projects, Korea CCS-1, https://www.globalccsinstitute.com/projects/korea-ccs-1

10.淨煤主軸專案計畫(2012)，台灣發展碳捕獲與封存技術藍圖與產業聚落發展策略芻議，能源國家型科技計畫，能源資訊平台，核能研究所。